电源转换系统的制作方法
【专利摘要】一种电源转换系统，包括系统端及电源转换端。系统端包括第一连接器、系统电路、储能电容及第一微控制器。储能电容是经第一连接器接收初始电压以进行充电。储存电容充电完毕后，第一微控制器输出系统端设定。电源转换端包括第二连接器、电源转换电路及第二微控制器。第二连接器用以电性连接第一连接器。第二微控制器经第二连接器接收系统端设定，并根据系统端设定控制电源转换电路输出系统电路所需的工作电压。
【专利说明】电源转换系统
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种转换系统，且特别是有关于一种电源转换系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，各种具有不同功能的电子装置亦随之上市。这些电子装置不但满足了人们的需求，更广泛地融入每个人的日常生活，使得生活更加便利。随着电路设计的不同，电子装置所需的工作电压也不同。所以制造商必需随机附上对应的电源转换器，以确保能提供电子装置正确的工作电压。
[0003]举例来说，电子装置所需要的工作电压为5伏特时，就必须使用5伏特的电源转换器；电子装置所需要的工作电压为12伏特时，就必须使用12伏特的电源转换器；电子装置所需要的工作电压为19伏特时，就必须使用19伏特的电源转换器。如此一来，将造成电源转换器过多而不环保的问题。
【发明内容】
[0004]本发明是有关于一种电源转换系统。
[0005]根据本发明，提出一种电源转换系统。电源转换系统包括系统端及电源转换端。系统端包括第一连接器、系统电路、储能电容及第一微控制器。储能电容经第一连接器接收初始电压以进行充电。储能电容充电完毕后，第一微控制器输出系统端设定。电源转换端包括第二连接器、电源转换电路及第二微控制器。第二连接器用以电性连接第一连接器。第二微控制器经第二连接器接 收系统端设定，并根据系统端设定控制电源转换电路输出系统电路所需的工作电压。
[0006]为了对本发明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1绘示为依照第一实施例的电源转换系统的示意图。
[0008]图2绘示为依照第一实施例的一种电源转换方法的示意图。
[0009]图3绘示为依照第二实施例的电源转换系统的示意图。
[0010]图4绘示为依照第三实施例的电源转换系统的示意图。
[0011][主要元件标号说明]
[0012]la、lb、lc:电源转换系统11a、lib、Ilc:系统端
[0013]12a、12b、12c:电源转换端21~27:步骤
[0014]111:系统电路112、122:微控制器
[0015]113a、113b、113c、123a、123b、123c:接口电路
[0016]114、124:电源传输电路115、125:分压电路
[0017]1131、1231:数据传送电路1132、1232:数据接收电路[0018]CNl、CN2:连接器SWl、SW2:开关
[0019]Cl:储能电容C2:稳压电容
[0020]D1、D3、D5: 二极管D2、D4:齐纳二极管
[0021]Rl ~R7、R11 ~R18、R177、R183、R202、R205、R211、R225:电阻
[0022]VCCl、VCC2、Vout2、Vinl:电压 Voutl:工作电压
[0023]Ql ~Q4、Q9、Q41、Q52:晶体管【具体实施方式】
[0024]第一实施例
[0025]请同时参照图1及图2，图1绘示为依照第一实施例的电源转换系统的示意图，图2绘不为依照第一实施例的一种电源转换方法的不意图。电源转换系统Ia包括系统端Ila及电源转换端12a，且系统端Ila及电源转换端12a分别例如为计算机系统及电源转换器(Power Adaptor)。系统端Ila包括连接器CN1、开关SW1、系统电路111、微控制器112、接口电路113a、电源传输电路114、分压电路115及储能电容Cl。电源转换端12a包括连接器CN2、开关SW2、电源转换电路121、微控制器122、接口电路123a、电源传输电路124、分压电路125及稳压电容C2。分压电路115耦接微控制器112，分压电压125耦接微控制器122。分压电路115包括电阻R6及电阻R7，而分压电路125包括电阻R17及电阻R18。开关SWl是受控于微控制器112以选择性地将连接器CNl电性连接至系统电路111，而开关SW2是受控于微控制器122以选择性地将连接器CN2电性连接至电源转换电路121。
[0026]微控制器112经接口电路113a及接口电路123a与微控制器122沟通。接口电路113a包括数据传送电路1131及数据接收电路1132，而接口电路123a包括数据传送电路1231及数据接收电路1232。接口电路123a经电阻Rll耦接至二极管D5。微控制器112经数据传送电路1131及数据接收电路1232与微控制器122沟通，而微控制器122经数据传送电路1231及数据接收电路1132与微控制器112沟通。数据传送电路1131包括电阻R2、电阻R5及晶体管Q1，且数据接收电路1132包括电阻R3、电阻R4及晶体管Q2。数据传送电路1231包括电阻R12、电阻R16及晶体管Q3，且数据接收电路1232包括电阻R13、电阻R14及晶体管Q4。
[0027]电源传输电路114耦接微控制器112及储能电容Cl。电源传输电路114包括电阻R1、二极管Dl及齐纳二极管D2，且齐纳二极管D2并联储能电容Cl以供应微控制器112所需电压VCCl。相似地，电源传输电路124耦接微控制器122。电源传输电路124包括电阻R15、二极管D3及齐纳二极管D4，且齐纳二极管D4并联稳压电容C2以供应微控制器122所需电压VCC2。此外，电源传输电路114及电源传输电路124亦可改以切换式电源(SwitchingPower)实现。
[0028]电源转换方法能应用于电源转换系统1，且包括如下步骤:首先如步骤21所示，自动产生初始电压，而初始电压例如为5伏特。接着如步骤22所示，储能电容Cl经连接器CNl及电源传输电路114接收初始电压以进行充电。于储能电容Cl充电时，微控制器112控制开关SWl关闭(Turn Off)，微控制器122控制开关SW2打开(Turn ON)。
[0029]跟着如步骤23所示，储存电容Cl充电完毕后，微控制器122产生数据请求信号。举例来说，微控制器122将开关SW2关闭(Turn Off)后，再通过致能晶体管Q3以形成一脉冲信号通知微控制器112准备开始传送系统端设定。然后如步骤24所示，微控制器112于接收数据请求信号后，输出系统端设定至微控制器122。微控制器122经连接器CN2及接口电路123a的数据接收电路1232接收系统端设定。系统端设定例如为系统电路111所需要的电压或电流。举例来说，系统电路111所需要的电压为5伏特时，系统端设定为OOl ;系统电路111所需要的电压为12伏特时，系统端设定为010 ;系统电路111所需要的电压为19伏特时，系统端设定为011。
[0030]接着如步骤25所示，微控制器112于系统端设定传送完毕后，输出结束码至微控制器122。跟着如步骤26所示，微控制器112接收微控制器122输出的电源转换端设定。电源转换端设定例如为电源转换电路121的输出电压、最大电流或功率。后续微控制器112能进一步根据电源转换端设定设定系统电路111。举例来说，电源转换电路121所能提供的功率为100瓦特，但系统电路111需要的功率消耗为150瓦特。微控制器112根据电源转换端设定控制系统电路111中的中央处理器进行降频以减少功率消耗。
[0031]跟着如步骤27所示，微控制器122根据系统端设定电源转换电路121，以输出系统电路111所需的工作电压Vou11。于输出系统电路111所需的工作电压Vout I时，微控制器122控制开关SW2打开(Turn ON)后，微控制器112再控制开关SWl打开(Turn ON)。如此一来，不论系统电路111所需工作电压为何，皆能通过系统端Ila与电源转换端12a之间的沟通，让电源转换电路121输出对应的工作电压Voutl。
[0032]于后续供电过程中，电源转换电路121检测负载耗电状态，并通知微控制器122。当负载耗电状态为极轻载状态，微控制器122控制开关SW2关闭(Turn Off)。微控制器122并根据连接器CN2与开关SW2之间的电压Vout2下降程度判断连接器CNl与连接器CN2是否电性连接。连接器CNl与连接器CN2未电性连接，表示系统端Ila与电源转换端12a断线。
[0033]若将电源转换端12a直接与另一不同工作电压的系统端联机，则有可能导致无法正常工作的问题。因此，当连接器CNl与连接器CN2未电性连接，微控制器122控制电源转换电路121先设定工作电压Voutl等于初始电压，并经由前述电源转换方法重新控制电源转换电路121输出新的系统端所需的工作电压Voutl。
[0034]除此之外，微控制器112亦能经分压电路115检测连接器CNl与开关SWl之间的电压Vinl下降程度。微控制器112根据电压Vinl下降程度判断连接器CNl与连接器CN2是否电性连接。当连接器CNl与开关SWl之间的电压vinl下降至一预设值，微控制器112产生正常连接信号至微控制器122。正常连接信号例如是由微控制器112导通晶体管Ql所产生。
[0035]第二实施例
[0036]请参照图3，图3绘示为依照第二实施例的电源转换系统的示意图。第二实施例与第一实施例主要不同之处在于系统端Ilb与电源转换端12b之间的电压与数据是分别独立地传送。系统端Ilb的接口电路113b包括电阻R183，而电源转换端12b的接口电路123b包括晶体管Q41及电阻R177。由于连接器CNl及连接器CN2为3个接脚，因此系统端Ilb与电源转换端12b之间的信号沟通更为独立。如此一来，将可进一步简化接口电路113b及接口电路123b的电路设计，让微控制器112与微控制器122的沟通单纯化。
[0037]第三实施例[0038]请参照图4，图4绘示为依照第三实施例的电源转换系统的示意图。第三实施例与第二实施例主要不同之处在于第三实施例的连接器CNl及连接器CN2为4个接脚。系统端Ilc与电源转换端12c之间能对数据及时钟进行沟通。接口电路113c包括数据沟通电路1133及时钟沟通电路1134，而接口电路123c包括数据沟通电路1233及时钟沟通电路1234。微控制器112经数据沟通电路1133及数据沟通电路1233与微控制器122进行数据沟通，微控制器122经时钟沟通电路1234及时钟沟通电路1134与微控制器112进行时钟沟通。
[0039]数据沟通电路1133包括电阻R211，而时钟沟通电路1134包括电阻R202。数据沟通电路1233包括晶体管Q52及电阻R225，而时钟沟通电路1234包括晶体管Q41及电阻R205。
[0040]综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属【技术领域】中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种电源转换系统,包括: 一系统端，包括: 一第一连接器； 一系统电路； 一储能电容，经该第一连接器接收一初始电压以进行充电； 一第一微控制器，该储能电容充电完毕后，该第一微控制器输出一系统端设定； 一电源转换端，包括: 一第二连接器，用以电性连接该第一连接器； 一电源转换电路；以及 一第二微控制器，经该第二连接器接收该系统端设定，并根据该系统端设定控制该电源转换电路输出该系统电路所需的一工作电压。
2.根据权利要求1所述的电源转换系统，其中该第一微控制器还接收该第二微控制器输出的一电源转换端设定，该第一微控制器根据该电源转换端设定设定该系统电路。
3.根据权利要求1所述的电源转换系统，其中该第二微控制器还产生一数据请求信号，该第一微控制器于接收该数据请求信号后，输出该系统端设定至该第二微控制器。
4.根据权利要求1所述的电源转换系统，其中该第一微控制器于该系统端设定传送完毕后，输出一结束码至该第二微控制器。
5.根据权利要求1所述的电源转换系统，其中该系统端还包括一第一开关，受控于该第一微控制器，以选择性地将该第一连接器电性连接至该系统电路，该电源转换端还包括一第二开关，受控于该第二微控制器，以选择性地将该第二连接器电性连接至该电源转换电路。
6.根据权利要求5所述的电源转换系统,其中于该储能电容充电时,该第一微控制器控制该第一开关关闭，该第二微控制器控制该第二开关打开。
7.根据权利要求5所述的电源转换系统,其中于该储能电容充电完毕后,该第一微控制器控制该第一开关关闭，该第二微控制器控制该第二开关关闭。
8.根据权利要求5所述的电源转换系统，其中于输出该系统电路所需的该工作电压时，该第二微控制器控制该第二开关打开后，该第一微控制器再控制该第一开关打开。
9.根据权利要求5所述的电源转换系统，其中当负载耗电状态为极轻载状态，该第二微控制器控制该第二开关关闭。
10.根据权利要求9所述的电源转换系统，其中该第二微控制器根据该第二连接器与该第二开关之间的电压下降程度判断该第一连接器与该第二连接器是否电性连接，当该第一连接器与该第二连接器未电性连接，该第二微控制器控制该电源转换电路设定该工作电压等于该初始电压。
11.根据权利要求5所述的电源转换系统，其中该第一微控制器根据该第一连接器与该第一开关之间的电压下降程度判断该第一连接器与该第二连接器是否电性连接。
12.根据权利要求11所述的电源转换系统，其中当该第一连接器与该第一开关之间的电压下降至一预设值，该第一微控制器产生一正常连接信号至该第二微控制器。
13.根据权利要求1所述的电源转换系统，其中该系统端还包括一第一接口电路，且该电源转换端还包括一第二接口电路，该第一微控制器经该第一接口电路及该第二接口电路与该第二微控制器沟通。
14.根据权利要求13所述的电源转换系统,其中该第一接口电路包括一第一数据传送电路及一第一数据接收电路，该第二接口电路包括一第二数据传送电路及一第二数据接收电路，该第一微控制器经该第一数据传送电路及该第二数据接收电路与该第二微控制器沟通，该第二微控制器经该第二数据传送电路及该第一数据接收电路与该第一微控制器沟通。
15.根据权利要求13所述的电源转换系统，其中该第一接口电路包括一第一数据沟通电路及一第一时钟沟通电路，该第二接口电路包括一第二数据沟通电路及一第二时钟沟通电路，该第一微控制器经该第一数据沟通电路及该第二数据沟通电路与该第二微控制器进行数据沟通，该第二微控制器经该第二时钟沟通电路及该第一时钟沟通电路与该第一微控制器进行时钟沟通。
16.根据权利要求1所述的电源转换系统，其中该系统端还包括一第一电源传输电路，耦接该第一微控制器及该储能电容，该电源转换端还包括一第二电源传输电路，耦接该第二微控制器。
17.根据权利要求16所述的电源转换系统，其中该第一电源传输电路及该第二电源传输电路为切换式电源。
【文档编号】H02M3/07GK103580473SQ201210309399
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2012年8月9日
【发明者】朱泰鑫, 卢威廷, 黄昱安, 陈钰辉, 詹宗霖, 陈信伟, 王柏文 申请人:广达电脑股份有限公司